尾缘加厚翼型的三维旋转特性研究

采用计算流体动力学(CFD)方法对MEXICO试验风力机叶片不同部位翼型在旋转状态下的升阻力系数进行计算,并与试验数据进行比较分析,验证了CFD方法能够准确预测翼型在旋转状态下的升阻力系数。通过采用尾缘对称加厚到5%翼型弦长的DU 97-W-300-05翼型和对应的尾缘未加厚的DU 97-W-300翼型设计,得到沿叶片径向具有相同弦长的风力机叶片,并采用CFD方法对该叶片在旋转状态下的气动特性进行计算。结果表明:在旋转状态下,当攻角小于15°时,尾缘加厚翼型的升力系数比相对应的尾缘未加厚翼型大10%左右;尾缘加厚翼型在旋转状态下的粗糙度敏感性好于相对应的尾缘未加厚翼型;随半径增大,尾缘加厚翼型和对应的尾缘未加厚翼型的升力系数都增大,但失速提前,尾缘加厚翼型升力系数增大得更明显。

基于风能利用效率的叶片根部翼型尾缘加厚优化方法研究

针对兆瓦级风力发电机在实际工作中叶片根部载荷大、强度高、对空气利用效率低等问题进行研究。结合叶素-动量理论和普朗特叶尖损失因子修正方法,设计了一个额定功率为5 MW的叶片;采用对称加厚法对叶片根部处翼型的尾缘进行加厚优化,并对优化前后翼型进行数值分析。分析结果表明,经过对称加厚优化的翼型升力系数大于原翼型,用新翼型设计的叶片表面静压强分布比原叶片表面静压强分布更均匀,新叶片功率增加,提升了叶片风能利用效率。新型叶片符合设计要求,为研究钝尾叶片气动特性提供了理论基础。